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原文传递公路斜拉桥车桥耦合振动分析

论文题名：	公路斜拉桥车桥耦合振动分析
关键词：	公路斜拉桥;车桥耦合振动;分离迭代法;有限元模拟;减振处理
摘要：	公路斜拉桥属于刚度较柔的索体系桥梁，近些年来，随着计算、材料技术的进步和经济的发展，大量空间性质复杂的轻型公路斜拉桥被修建。这类桥梁的结构复杂，其车致动力性能难以用常规的拟静力法来衡量，但跨径多在百米以下，未受到足够的关注；且其主梁竖向弯曲振动频率与重车的自振频率接近，容易引起车桥共振问题。位于沈阳市的孝信桥便是其中的典型代表。　　本文首先对孝信桥的拉索、主梁和拱形桥塔的动力有限元模拟方法进行了详细的讨论，用空间网格模型模拟主梁的整体振动和桥面板的局部振动；通过实际的动力测试数据对全桥动力模型进行了校验。分析了车辆的振动特性、桥面不平整度、车辆上桥前的初始振动，得以准确模拟车辆和桥梁耦合振动期间的相互作用。　　然后对传统的有限元分离迭代法进行了修正，采用外层迭代循环和内层时间循环的循环模式：利用ANSYS软件实现桥梁的振动时程分析，用MATLAB软件模拟路面不平整度、计算相互作用力，并实现车辆的振动分析，两个软件综合使用实现车桥耦合振动分析。利用实测动挠度曲线对孝信桥的车桥动力响应计算结果进行了验证。利用文献引证与模型计算相结合，对车辆速度、路面不平整度、主梁的横梁效应、桥梁动力刚度和局部振动等因素，对车致桥梁振动响应的影响进行了深入的分析。发现孝信桥的过量振动乃源于：主梁的车致振动敏感频率与常遇车辆的振动频率接近而引发共振，而且钢桥本身过小的阻尼无法有效限制振动峰值和迅速衰减振动。　　最后，利用多重质量调谐阻尼器（MTMD）对孝信桥进行减振处理，有限元计算结果显示：减振处理后的桥梁振动位移峰值明显减小、车辆经过后的振动位移迅速衰减。
作者：	柴小鹏
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	吴红林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文